机械厂降压变电所的电气设计方案
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实验一机械厂降压变电所的电气设计
1.1设计要求:
要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况,并适当考虑到工厂的发展,按照安全可靠,技术先进,经济合理的要求,确定变电所的位置与形式,确定变电所主要变压器的台数与容量,类型。选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线,确定二次回路方案,选择整定继电保护装置,最后按要求写出设计说明书,绘出设计图样。
1.2设计依据:
1.2.1工厂总平面图:
1.2.2工厂负荷情况
本厂多数车间为两班制年最大负荷利用小时为4600h,日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外,其余均属三级负荷。全厂负荷情况如1.1工厂负荷统计资料表所示:
1.2.3气象资料
本场所在地区的年最高气温为38℃,年平均气温为23℃,年最低气温为-9℃,年最热月平均最高气温为33℃,年最热月平均气温为26℃,年最热月地下0.8M处平均气温为25℃,当地主导风向为东北风,年雷暴日数为20天。1.2.4地质水文资料
本厂所在地区平均海拔500m,地层以砂粘土为主,地下水位为1m。
1.2.5供电电源情况
按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定,本厂可由附近一条
10kv的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图该干线的导线牌号为LGJ-150,导线为等腰三角形排列,线距为2m;干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护,定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级符合要求,可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km,电缆线路总长度为25km。
1.2.6电费制度
本厂与当地供电部门达成协议,在工厂变电所高压侧计量电能,设专用计
量柜,按两部电费制缴纳电费。每月基本电费按主变压器容量为18元/KVA,
动力电费为0.9元/KW.H,照明电费为0.5元/KW.H。工厂最大负荷时的功率
因数不得低于0.9,此外,电力用户需按新装变压器容量计算,一次性向供电
部门缴纳供电贴费:6~10VA为800/KVA。
由下面的经济指标表可以得知:电力变压器的综合投资为30.2万元,主变
压器的折扣费=30.2*0.05=1.51万元,高压开关柜的折旧费=24万元*0.06=1.44
万元,变配电的维修管理费=<30.2+24)万元*0.06=3.25万元<24万为高压开关
柜的综合投资),因此计算主变压器和高压开关柜的折旧费和维修管理费= <1.51+1.44+3.25)=6.2万元。
供电贴费:主变压器容量每KVA 为800元,供电贴费=1000 KVA*0.08万
元/ KVA=80万元。
月基本电费按主变压器容量计为18元/ KVA,故每年电费
1000*18*12=21.6万元;由前面可知年最大负荷利用小时为4600h,故可求得:动力费用:2220kw*4600h*0.2元/kwh=204.24万元;
照明费用:406kw*4600h*0.5元/kwh=92.69万元。
年用电总计约:21.6+204.24+92.69=318.53万元<不含供电贴费)。
1.1、负荷计算的目的、意义及原则
<1)供电系统要能安全可靠地正常运行,其中各个元件<包括电力变压器、开
关设备及导线、电缆等)都必须选择得当,除了满足工作电压和频率的要求外
,最重要的就是要满足负荷电流的要求。因次,有必要对供电系统中各个环节
的电力负荷进行统计计算。
<2)计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理,直
接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大,将
使电器和导线电缆选的过大,造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定
的过小,又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行,增加电能损耗,产生过热
,导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾,同样会造成更大损失。由此可见,正
确确定计算负荷意义重大。
<3)平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最
大负荷班<即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时
也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
<4)计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷
,其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中,通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
<5)尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启
动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和
保护元件等的依据。在校验瞬动元件时,还应考虑启动电流的非周期分量。
1.2、全厂负荷计算表及方法
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
本设计采用需要系数法确定。
主要计算公式有:有功功率: P30= Pe·Kd
无功功率: Q30 = P30·tgφ
视在功率: S3O = P30/cosφ
计算电流: I30 = S30/√3Un
由上表可知,该厂380V侧最大负荷时的功率因数是0.75,而供电部门要求该厂1 0kv进线侧最大负荷时因数不应低于0.90.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此380V侧最大负荷时因数应稍大于0.90,暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:
Qc=P30(tanφ1-tanφ2>=812.2[ta n(arccos0.75>-tan(arccos0.92>]kvar=370kvar
选PGJ1型低压自动补偿屏<如图2.1所示),并联电容器为BW0.4-14-
3型,采用其方案1<主屏)1台与方案3<辅屏)4台相组合,总共容量84kvar*5=4